高數曲面積分中的證明問題,求詳細解答

2021-03-03 20:44:13 字數 832 閱讀 1319

1樓:匿名使用者

其實這個題目很簡單的,

關鍵在於樓主被各種符號弄暈了。

下面用u'n代表u在l法向量上的偏導數。

1設l的單位切向量為s0, 單位法向量為n0

下面的ds設個標量,s0和n0都是向量

那麼s0ds=dxi+dyj

且(n0ds)*(s0ds)=(ds)^2*(s0*n0)=0

且|n0ds|=|s0ds|=ds

所以n0ds= dyi-dxj

以上只是要得到n0ds= dyi-dxj。如果知道這一結論,可以不管上面的部分。

證明從右邊的∮v*(u'n)ds開始,

因為(u'n)ds=gradu*n0ds=(u'x i+u'y j)*(dyi-dxj)=u'x dy-u'y dx

所以根據格林公式

∮v*(u'n)ds=∮v*(u'x dy-u'y dx)=∫∫d [(vu'x)'x-(-vu'y)'y]dxdy

=∫∫(v'x*u'x+vu''xx+v'y*u'y+vu''yy)dxdy

=∫∫d(u'x*v'y+u'y*v'x)dxdy+∫∫d v(u''xx+u''y)dxdy

=∫∫d (gradu*gradv)dxdy+∫∫d vδudxdy

所以移項得到∫∫d vδudxdy= -∫∫d (gradu*gradv)dxdy+∮v*(u'n)ds

2方法同一,用同樣的步驟,可以證得

∫∫d uδvdxdy= -∫∫d (gradu*gradv)dxdy+∮u*(v'n)ds

兩個等式相減,就得到

∫∫(uδv- vδu)dxdy=∮[u*(v'n)-v*(u'n)]ds

高等數學曲面積分公式的證明,高數曲面積分中的證明問題,求詳細解答

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